《微生物遗传育种》试题
1. 基因发生移码突变后，基因编码的蛋白质一般是变得更长还是更短，为什么？
不变或变短，当DNA进行复制时，就会造成多出一个或几个碱基，或少了一个或几个碱基而引起移码突变，但移码的时候最后可能剩下最后一个密码子的残余部分无法翻译。如果是插入导致移码则增加的插入碱基和最后残余的一个无法翻译的碱基抵消，总长度不变。如果是缺失突变则最后一个密码子缺少碱基无法翻译。
2. 试述紫外诱变筛选Ecoil strr突变株的一般步骤，并说明主要步骤的目的及其注意事项。 抗药性突变型（resistant mutant）
特点：基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性。
正选择标记
表示方法：
所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r”表示strr表示对链霉素的抗性
1、物理诱变：紫外线
1）紫外线诱变机理：造成DNA链的断裂，或使DNA分子内或分子之间发生交联反应
2）诱变过程中需要注意
光复活作用：
微生物等生物的细胞内存在光复活酶，光复活酶识别胸腺嘧啶二聚体，并与之结合形成复合物（此时的光复活酶没有活性），可见光光能（300-500nm）激活光复活打开二聚体，将DNA复原。
暗修复：
细胞内还存在另一种修复体系，它不需要光激活，可修复由紫外线、γ射线和烷化剂等对DNA造成的损伤。暗修复体系有四种酶参与反应。
紫外诱变的特点：方便、诱变效果很好的常用诱变剂
由此说明紫外线照射引起微生物突体形成是一个复杂的生物学过程。紫外线引起DNA结构的改变仅仅使微生物，于亚稳定状态，点亚稳定到稳定的突变体的形成需要“定时间和过程，所以在实际诱变工作中要采取某些措施避免以上的修复作用，要注意避光或加入某些物质，提高突变的频率。因此，用紫外线进行诱变时，照射或分离均应在红光下进行。
初筛的目的：以多为主，尽量扩大筛选范围。是将大多数未变异菌株或负变菌株去除，这时解决的主要是量的问题，因此每株菌培养时一般只在一种培养条件下培养一瓶；培养条件一般沿用出发菌株的培养条件，分析方法也选用适于处理大量样本的、操作简便而快速的方法。
复筛：以质和精为主，反复多次。此时量的矛盾已不突出，而对准确性有了更高的要求，因此复筛一般要培养2--3瓶，分析方法一般选用经典方法或标准方法，有时要进行几次复筛。
1.随机筛选(即摇瓶筛选)
优点：不管种子或发酵过程的生产条件、生理条件如何，都与发酵罐大生产条件相近，可以模拟进行。 缺点：在突变率小的情况下，如果菌落挑取少，很难筛选到理想的突变株。
2. 平板菌落预筛
平板菌落筛选是根据菌落形态或根据特定代谢，在琼脂平板上设计许多巧妙的筛选方法和活性粗测方法，从大量菌株中筛选出用于摇瓶发酵初筛的菌株.
琼脂块大通量筛选突变株
优点1：判断活性圈准确。所有菌落限制在同面积琼脂块上，避免相互干扰；每个菌落的产物都在相同体积的琼脂块中，避免扩散造成的误差。
优点2：大幅度增加筛选量
不足：培养条件与发酵条件有较大距离，易漏筛
对摇瓶发酵液的测试数据要尽量应用生物学统计方法来处理。
周密地观察并记录，综合菌落的形态特征、培养特征及生化特征作为初筛时挑选菌落的依据。
筛选过程中摇瓶产量数据的分布作全面分析，以便判断诱变剂、诱变剂量及筛选条件的选择是否恰当。
3. 试对微生物中存在的主要基因重组方式进行简单比较。
主要有转化、转导、接合、接合。
1.转化：受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换整合到自己的基因组中，从而获得部分新的遗传型状的现象。
2.转染：把噬菌体或其它病毒的DNA（或RNA）抽提出来，让它去感染感受态的宿主细胞，并进而产生正常的噬菌体或病毒的后代，这种现象称为转染。
3.转导：通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的DNA小片段携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传形状的现象。
4.接合：是指细菌通过细胞间的接触而导致遗传物质的转移和基因重组的过程，又称细菌杂交。
4. 以谷氨酸棒杆菌为出发菌株，通过代谢调控育种，为什么筛选高丝氨酸突变株可以获得赖
氨酸高产菌株？进一步说明营养缺陷型菌株筛选的主要步骤及其理由。
工业上选育高丝氨酸营养缺陷型（Hom-）的谷氨酸棒杆菌作为赖氨酸的发酵菌株。由于它不能合成高丝氨酸脱氢酶（HSDH），故不能合成高丝氨酸，①阻断了合成Met和Thr的支路代谢，节省了原料，使天冬氨酸半醛这个中间产物全部转入Lys的合成；②在补给适量高丝氨酸（或苏氨酸和甲硫氨酸）的条件下，使Met和Thr的生成有限，从而解除了Thr和Lys对天冬氨酸激酶（AK）的协同反馈抑制，使Lys得以积累；能产生大量赖氨酸。
营养缺陷型：野生型菌株经过人工诱变或自然突变失去合成
某种营养的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的营养因
子才能生长。
筛选营养缺陷型的步骤
（一）诱变
（二）淘汰野生型
（三）检出缺陷型
（四）确定生长谱
（一）、营养缺陷型菌株的分离和筛选
一般经诱变后，再经中间培养、淘汰野生型、检出营养缺陷型、确定生长谱等。
1、营养缺陷型的诱发
营养缺陷型的诱变方法和诱变因子与普通诱变育种基本相同。
诱变剂：凡能诱发生物基因突变，并且突变频率远远超过自发突变率的物理因子或化学物质。
2、淘汰野生型
在诱变后的存活菌体中营养缺陷型菌株的数量很少，一般仅占存活菌体的百分之几或千分之几，而野生型细胞却大量存在，因而要采取一些措施，尽量淘汰野生型细胞，使缺陷型菌株得以富集，以利于检出。 淘汰野生型菌株的方法有：抗生素法、菌丝过滤法、差别杀菌法和饥饿法等。
3、营养缺陷型的检出
营养缺陷型菌株的检出方法有：点植对照法、夹层平板法、限量营养法和影印接种法等。
观察对比菌落生长情况。如果基本培养基上不生长或出现的形态较小的新菌落或生长缓慢的小菌落而完全培养基相应位置上生长的菌落，可能为营养缺陷型。
4、营养缺陷型的鉴定
（1）营养缺陷型鉴定步骤
A、缺陷型类别的测定
通常分别用氨基酸、维生素、核酸碱基等几种物质，培养后，观察圆滤纸片周围菌株生长情况，如出现混浊的生长圈，就可初步确定缺陷型所需的生长因子属于哪一类别，进一步复证。
B、缺陷型所需生长因子的测定
在同一平皿上测定一种缺陷型菌株对许多种生长因子的需求情况，称为生长谱法。
单一生长因子：鉴定氨基酸或维生素的营养缺陷型，较为简便的方法是分组测定法。
测定方法：缺陷型菌株和基本培养基混合制成平板，把5组或6组生长因子直接加于同一琼脂平板上，或用滤纸片沾取后覆于琼脂平板上，培养后，观察哪一组或哪两组区产生混浊生长圈，即可确定该菌株缺陷的生长因子。
如果要测定数十或上百个缺陷型菌株时，则可改成一个平皿中加入一种生长因子，制成平板，在翻转平皿底部，几十个方格子，把每株缺陷型按编号移接到琼脂平板格子中。培养后，根据混浊圈出现情况，则可确定哪些缺陷型菌株是缺这种生长因子的。
5. 你为什么要选修微生物遗传育种这门课程？学完这么课程后是否有收获？对该门课程的
教学有何建议？
学生评价一
《微生物遗传育种》这门课无论是在学习中，还是在学习后，我都感觉自己收获很多，受益匪浅。
首先是掌握了大量理论知识，从菌种的选育技术到其遗传学机理，老师介绍了很多学科发展的前沿，激发了我们的学习兴趣，拓宽了知识面。
其次是注重思维训练。老师在课堂讲授理论的时候，教我们从哪里分析入手，如何分析，使我们养成了一种成熟和严密的思维方法和习惯，这对我今后的学习是非常有帮助的。
第三，实验安排比较合理。理论指导实践，实践消化理论。对于课堂上讲授的一些育种技术，我们在有限的实验课时间大多进行了实践，这使我们进一步加深了对理论知识的理解，而且通过实验掌握微生物遗传育种的基本操作技能。同时，在微生物实验的基础上，本课程开设综合实验，进一步锻炼了我们的动手能力和观察能力，培养分析问题和解决问题的能力，同时增强了我们的团队协作意识。
最后，也是我印象最为深刻的一点，是老师在传授知识的同时，结合课程教学，对我们人文情怀的培养。老师在实验细节的提醒中所体现出来的对学生的人文关怀让我感动，老师在课堂教学中所展示出的人文底蕴让我钦佩。他们在传授知识的同时，让我们明白了很多做人和做学问的道理，将让我们终生受益。 学生评价二
《微生物遗传育种》这门课是我本科阶段所修课程中印象最为深刻的一门专业课程之一。
整个教学风格轻松、活泼，讲授内容相当丰富，既有微生物育种技术的介绍，又有其遗传学原理的解析。老师注重关键知识点梳理和启发，在教学中启发我们将本课程知识点与微生物学、细胞学以及分子生物学等相关课程内容进行关联，尤其注重培养我们对于领域内相关前沿问题的兴趣和思考，给我们以适当点拨，鼓励我们拓展知识面并自行进入深入研究，或形成学术小论文。这样，极大的提高了我们在本科阶段的学习热情，增强了我们对整个课程体系设置的了解和把握，为我们在本科阶段初步建立起完整的微生物学知识体系奠定了坚实基础。同时，老师非常注重学习方法的培养，注重运用理论知识解决实际问题能力的培养，使我们学习的思路更加开阔，遇到问题能够从多角度、多方向加以思考并解决，这对我们实际工作很有帮助。
目前，作为一名在读的博士研究生来说，我觉得先前在《微生物学》和《微生物遗传育种》这两门课程中受到的教育，对于现在的学习和研究工作的作用是不言而喻的，对研究计划的构思和整个研究过程的驾驭有很好的启发和导向作用。
学生评价三
微生物遗传育种是我非常感兴趣、也是学的比较好的一门课，因为李老师和段老师的课深受学生的欢迎。
老师在授课时充满激情，充分调动我们的学习积极性，讲课内容充实，条理清晰，能针对学生的实际情况，采取灵活多样的教学方法，将遗传学理论知识与微生物育种技术紧密结合，整个教学过程生动有趣，使学生在快乐中学习。
在教学中，老师非常注重学习方法的培养，注重运用理论知识解决实际问题能力的培养，使我们学习的思路更加开阔，遇到问题能够从多角度、多方向加以思考并解决，这对我们以后的成长很有帮助。
老师课上认真讲授，实验课上耐心辅导。理论课易懂好学，实验课与生产实际结合，实验室课余对学生开放让学生自由训练，特别是中国高校工业微生物资源平台等与本课程密切相关的学校各类科研平台，在课程期间积极为我们本科生科研与创新活动提供机会，同学们对这门课程都表现出了极大的兴趣。 学生评教指标：
一、教学态度，分为两个子项
1、对教学工作认真负责，严格管理；
2、严于律已，注意言传身教，为人师表。
二、教学方法，分为五个子项
1、口头表达清晰，板书规范；
2、讲课条理清楚，重点突出；
3、采用的教学手段是否合适，效果良好；
4、启发思维，注重对我们学习方法和能力的培养；
5、能激发我们的求知欲，课堂气氛活跃，课后收获大。
答题要求：请用A4白纸手写答题。请同学们于最后一次课（即4.18号）提交答案。
《微生物遗传育种》试题
1. 基因发生移码突变后，基因编码的蛋白质一般是变得更长还是更短，为什么？
不变或变短，当DNA进行复制时，就会造成多出一个或几个碱基，或少了一个或几个碱基而引起移码突变，但移码的时候最后可能剩下最后一个密码子的残余部分无法翻译。如果是插入导致移码则增加的插入碱基和最后残余的一个无法翻译的碱基抵消，总长度不变。如果是缺失突变则最后一个密码子缺少碱基无法翻译。
2. 试述紫外诱变筛选Ecoil strr突变株的一般步骤，并说明主要步骤的目的及其注意事项。 抗药性突变型（resistant mutant）
特点：基因突变使菌株对某种或某几种药物，特别是抗生素，产生抗性。
正选择标记
表示方法：
所抗药物的前三个小写斜体英文字母加上“r”表示strr表示对链霉素的抗性
1、物理诱变：紫外线
1）紫外线诱变机理：造成DNA链的断裂，或使DNA分子内或分子之间发生交联反应
2）诱变过程中需要注意
光复活作用：
微生物等生物的细胞内存在光复活酶，光复活酶识别胸腺嘧啶二聚体，并与之结合形成复合物（此时的光复活酶没有活性），可见光光能（300-500nm）激活光复活打开二聚体，将DNA复原。
暗修复：
细胞内还存在另一种修复体系，它不需要光激活，可修复由紫外线、γ射线和烷化剂等对DNA造成的损伤。暗修复体系有四种酶参与反应。
紫外诱变的特点：方便、诱变效果很好的常用诱变剂
由此说明紫外线照射引起微生物突体形成是一个复杂的生物学过程。紫外线引起DNA结构的改变仅仅使微生物，于亚稳定状态，点亚稳定到稳定的突变体的形成需要“定时间和过程，所以在实际诱变工作中要采取某些措施避免以上的修复作用，要注意避光或加入某些物质，提高突变的频率。因此，用紫外线进行诱变时，照射或分离均应在红光下进行。
初筛的目的：以多为主，尽量扩大筛选范围。是将大多数未变异菌株或负变菌株去除，这时解决的主要是量的问题，因此每株菌培养时一般只在一种培养条件下培养一瓶；培养条件一般沿用出发菌株的培养条件，分析方法也选用适于处理大量样本的、操作简便而快速的方法。
复筛：以质和精为主，反复多次。此时量的矛盾已不突出，而对准确性有了更高的要求，因此复筛一般要培养2--3瓶，分析方法一般选用经典方法或标准方法，有时要进行几次复筛。
1.随机筛选(即摇瓶筛选)
优点：不管种子或发酵过程的生产条件、生理条件如何，都与发酵罐大生产条件相近，可以模拟进行。 缺点：在突变率小的情况下，如果菌落挑取少，很难筛选到理想的突变株。
2. 平板菌落预筛
平板菌落筛选是根据菌落形态或根据特定代谢，在琼脂平板上设计许多巧妙的筛选方法和活性粗测方法，从大量菌株中筛选出用于摇瓶发酵初筛的菌株.
琼脂块大通量筛选突变株
优点1：判断活性圈准确。所有菌落限制在同面积琼脂块上，避免相互干扰；每个菌落的产物都在相同体积的琼脂块中，避免扩散造成的误差。
优点2：大幅度增加筛选量
不足：培养条件与发酵条件有较大距离，易漏筛
对摇瓶发酵液的测试数据要尽量应用生物学统计方法来处理。
周密地观察并记录，综合菌落的形态特征、培养特征及生化特征作为初筛时挑选菌落的依据。
筛选过程中摇瓶产量数据的分布作全面分析，以便判断诱变剂、诱变剂量及筛选条件的选择是否恰当。
3. 试对微生物中存在的主要基因重组方式进行简单比较。
主要有转化、转导、接合、接合。
1.转化：受体菌直接吸收了来自供体菌的DNA片段，通过交换整合到自己的基因组中，从而获得部分新的遗传型状的现象。
2.转染：把噬菌体或其它病毒的DNA（或RNA）抽提出来，让它去感染感受态的宿主细胞，并进而产生正常的噬菌体或病毒的后代，这种现象称为转染。
3.转导：通过完全缺陷或部分缺陷噬菌体的媒介，把供体细胞的DNA小片段携带到受体细胞中，通过交换与整合，使后者获得前者部分遗传形状的现象。
4.接合：是指细菌通过细胞间的接触而导致遗传物质的转移和基因重组的过程，又称细菌杂交。
4. 以谷氨酸棒杆菌为出发菌株，通过代谢调控育种，为什么筛选高丝氨酸突变株可以获得赖
氨酸高产菌株？进一步说明营养缺陷型菌株筛选的主要步骤及其理由。
工业上选育高丝氨酸营养缺陷型（Hom-）的谷氨酸棒杆菌作为赖氨酸的发酵菌株。由于它不能合成高丝氨酸脱氢酶（HSDH），故不能合成高丝氨酸，①阻断了合成Met和Thr的支路代谢，节省了原料，使天冬氨酸半醛这个中间产物全部转入Lys的合成；②在补给适量高丝氨酸（或苏氨酸和甲硫氨酸）的条件下，使Met和Thr的生成有限，从而解除了Thr和Lys对天冬氨酸激酶（AK）的协同反馈抑制，使Lys得以积累；能产生大量赖氨酸。
营养缺陷型：野生型菌株经过人工诱变或自然突变失去合成
某种营养的能力，只有在基本培养基中补充所缺乏的营养因
子才能生长。
筛选营养缺陷型的步骤
（一）诱变
（二）淘汰野生型
（三）检出缺陷型
（四）确定生长谱
（一）、营养缺陷型菌株的分离和筛选
一般经诱变后，再经中间培养、淘汰野生型、检出营养缺陷型、确定生长谱等。
1、营养缺陷型的诱发
营养缺陷型的诱变方法和诱变因子与普通诱变育种基本相同。
诱变剂：凡能诱发生物基因突变，并且突变频率远远超过自发突变率的物理因子或化学物质。
2、淘汰野生型
在诱变后的存活菌体中营养缺陷型菌株的数量很少，一般仅占存活菌体的百分之几或千分之几，而野生型细胞却大量存在，因而要采取一些措施，尽量淘汰野生型细胞，使缺陷型菌株得以富集，以利于检出。 淘汰野生型菌株的方法有：抗生素法、菌丝过滤法、差别杀菌法和饥饿法等。
3、营养缺陷型的检出
营养缺陷型菌株的检出方法有：点植对照法、夹层平板法、限量营养法和影印接种法等。
观察对比菌落生长情况。如果基本培养基上不生长或出现的形态较小的新菌落或生长缓慢的小菌落而完全培养基相应位置上生长的菌落，可能为营养缺陷型。
4、营养缺陷型的鉴定
（1）营养缺陷型鉴定步骤
A、缺陷型类别的测定
通常分别用氨基酸、维生素、核酸碱基等几种物质，培养后，观察圆滤纸片周围菌株生长情况，如出现混浊的生长圈，就可初步确定缺陷型所需的生长因子属于哪一类别，进一步复证。
B、缺陷型所需生长因子的测定
在同一平皿上测定一种缺陷型菌株对许多种生长因子的需求情况，称为生长谱法。
单一生长因子：鉴定氨基酸或维生素的营养缺陷型，较为简便的方法是分组测定法。
测定方法：缺陷型菌株和基本培养基混合制成平板，把5组或6组生长因子直接加于同一琼脂平板上，或用滤纸片沾取后覆于琼脂平板上，培养后，观察哪一组或哪两组区产生混浊生长圈，即可确定该菌株缺陷的生长因子。
如果要测定数十或上百个缺陷型菌株时，则可改成一个平皿中加入一种生长因子，制成平板，在翻转平皿底部，几十个方格子，把每株缺陷型按编号移接到琼脂平板格子中。培养后，根据混浊圈出现情况，则可确定哪些缺陷型菌株是缺这种生长因子的。
5. 你为什么要选修微生物遗传育种这门课程？学完这么课程后是否有收获？对该门课程的
教学有何建议？
学生评价一
《微生物遗传育种》这门课无论是在学习中，还是在学习后，我都感觉自己收获很多，受益匪浅。
首先是掌握了大量理论知识，从菌种的选育技术到其遗传学机理，老师介绍了很多学科发展的前沿，激发了我们的学习兴趣，拓宽了知识面。
其次是注重思维训练。老师在课堂讲授理论的时候，教我们从哪里分析入手，如何分析，使我们养成了一种成熟和严密的思维方法和习惯，这对我今后的学习是非常有帮助的。
第三，实验安排比较合理。理论指导实践，实践消化理论。对于课堂上讲授的一些育种技术，我们在有限的实验课时间大多进行了实践，这使我们进一步加深了对理论知识的理解，而且通过实验掌握微生物遗传育种的基本操作技能。同时，在微生物实验的基础上，本课程开设综合实验，进一步锻炼了我们的动手能力和观察能力，培养分析问题和解决问题的能力，同时增强了我们的团队协作意识。
最后，也是我印象最为深刻的一点，是老师在传授知识的同时，结合课程教学，对我们人文情怀的培养。老师在实验细节的提醒中所体现出来的对学生的人文关怀让我感动，老师在课堂教学中所展示出的人文底蕴让我钦佩。他们在传授知识的同时，让我们明白了很多做人和做学问的道理，将让我们终生受益。 学生评价二
《微生物遗传育种》这门课是我本科阶段所修课程中印象最为深刻的一门专业课程之一。
整个教学风格轻松、活泼，讲授内容相当丰富，既有微生物育种技术的介绍，又有其遗传学原理的解析。老师注重关键知识点梳理和启发，在教学中启发我们将本课程知识点与微生物学、细胞学以及分子生物学等相关课程内容进行关联，尤其注重培养我们对于领域内相关前沿问题的兴趣和思考，给我们以适当点拨，鼓励我们拓展知识面并自行进入深入研究，或形成学术小论文。这样，极大的提高了我们在本科阶段的学习热情，增强了我们对整个课程体系设置的了解和把握，为我们在本科阶段初步建立起完整的微生物学知识体系奠定了坚实基础。同时，老师非常注重学习方法的培养，注重运用理论知识解决实际问题能力的培养，使我们学习的思路更加开阔，遇到问题能够从多角度、多方向加以思考并解决，这对我们实际工作很有帮助。
目前，作为一名在读的博士研究生来说，我觉得先前在《微生物学》和《微生物遗传育种》这两门课程中受到的教育，对于现在的学习和研究工作的作用是不言而喻的，对研究计划的构思和整个研究过程的驾驭有很好的启发和导向作用。
学生评价三
微生物遗传育种是我非常感兴趣、也是学的比较好的一门课，因为李老师和段老师的课深受学生的欢迎。
老师在授课时充满激情，充分调动我们的学习积极性，讲课内容充实，条理清晰，能针对学生的实际情况，采取灵活多样的教学方法，将遗传学理论知识与微生物育种技术紧密结合，整个教学过程生动有趣，使学生在快乐中学习。
在教学中，老师非常注重学习方法的培养，注重运用理论知识解决实际问题能力的培养，使我们学习的思路更加开阔，遇到问题能够从多角度、多方向加以思考并解决，这对我们以后的成长很有帮助。
老师课上认真讲授，实验课上耐心辅导。理论课易懂好学，实验课与生产实际结合，实验室课余对学生开放让学生自由训练，特别是中国高校工业微生物资源平台等与本课程密切相关的学校各类科研平台，在课程期间积极为我们本科生科研与创新活动提供机会，同学们对这门课程都表现出了极大的兴趣。 学生评教指标：
一、教学态度，分为两个子项
1、对教学工作认真负责，严格管理；
2、严于律已，注意言传身教，为人师表。
二、教学方法，分为五个子项
1、口头表达清晰，板书规范；
2、讲课条理清楚，重点突出；
3、采用的教学手段是否合适，效果良好；
4、启发思维，注重对我们学习方法和能力的培养；
5、能激发我们的求知欲，课堂气氛活跃，课后收获大。
答题要求：请用A4白纸手写答题。请同学们于最后一次课（即4.18号）提交答案。